КОЛЛЕКТОРНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА ПОСТОЯННОГО ТОКА С ВЕКТИЛЬНО-МЕХАНИЧЕСКОЙ КОММУТАЦИЕЙ Советский патент 1973 года по МПК H02K13/14 

1

Изобретение относится к области электрических машин постоянного тока с вентильномеханической коммутацией и может быть использовано в качестве электродвигателя постоянного тока с изменением скорости вращения посредством широтно-импульсного регулирования питающего напряжения.

Известны коллекторные электрические машины постоянного тока с вентильно-механической коммутацией.

Однако для обеспечения изменения скорости вращения известных машин посредством широтно-импульсного регулирования питающего напряжения необходимо использование отдельного широтно-импульсного регулятора.

Из предлагаемой коллекторной электрической машины широтно-импульсный регулятор исключен за счет изменения схемы вентильных переключателей машины.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема вентильно-механического коммутатора со стороны положительного полюса источника питания машины.

Электрическая машина содержит систему возбуждения и якорь (на чертеже пе показаны).

Якорная обмотка / подсоединена к разделенному коллектору 2, имеющему токоведующие 3 и холостые 4 пластины, контактирующие со щетками 5, 6 к 7, 8, объединенными соответственно в группы 9 и 10.

Группы щеток 9 и 10 подключены к положительному полюсу источника питания соответственно через силовые управляемые полупроводниковые вентили 11 и 12. Вентиль J образует одну из сторон моста, выполненного на полупроводниковых управляемых вентилях 13-15. Вентиль 12 образует одну из сторон

моста, выполненного па полупроводниковых управляемых вентилях 16, 17, 18. В одну из диагоналей первого и второго мостов включены соответственно коммутирующие конденсаторы 19 и 20. Дополнительный коммутирующий источник питания постоянного тока одним полюсом подключен через встречно включенные разделительные диоды 21 и 22 к однополярным группам щеток 9 и 10, а другим - к средней точке дросселя 23. Дроссель

23 подключен к объединенным анодам управляемых полупроводниковых вентилей 13, 15 и 16, 17.

Таким образом, силовые управляемые полупроводниковые вентили // и 12 совместно с разделительными диодами 21, 22, источником питания UK, дросселем 23, управляемыми вентилями 13-18 и конденсаторами 19 и 20 образуют два управляемых переключателя, осуществляющих по командам схемы управления

24 безыскровую коммутацию в коммутирующих секциях обмотки якоря я одновременно широтно-имнульсное регулирование напряжения машины со стороны положйтельиого полюса Un источника питания машины. Аналогичную систему, состояш.ую из двух переключателей, имеет машина и со стороны отрицательного полюса источника питания.

При работе двигателя в момент, изображенный на чертеже, ток нагрузки протекает через силовой вент1иль 11, ш,етки 5, 6, якорную обмотку / на ш.етки отрицательного иолюса источника питания. Все остальные вентили обоих мостов закрыты. Конденсатор 19 имеет отрицательный потенциал на электроде, соединенном с анодом вентиля 11, а конденсатор 20 имеет положительный потенциал на электроде, соединенном с анодом вент1иля 12.

При перемеш,ении щетки 8 на пластину 3 схема управления 24 вырабатывает управляющие сигналы на включение вентилей 14, 15 и 12, 17. Открытие вентиля 14 создает разрядный контур для конденсатора 19, обеспечивая тем самым закрытие силового вентиля 11 и безыскровую коммутацию группы щеток 5, 6. Источник питания UK обеспечивает перезарядку конденсаторов 19 и 20. При последующем пермещении щетки 6 на следующую токоведущую пластину схема управления вырабатывает управляющие сигналы на включение вентилей 11, 13 и 16, 18. Открытие вентиля 18 создает разрядный контур для конденсатора 20, обеспечивая тем самым закрытие силового вентиля 12 и перезарядку конденсаторов 19 и 20 от источника питания UK через вентили 16, 13 и 11. В дальнейшем цикл повторяется.

Для обеспечения изменения величины приложенного к машине напряжения посредством схемы управления 24 сигнал на включение вентилей 14 и 15, обеспечивающих закрытие силового вентиля // в первом из рассмотренных ранее моментов, подается раньше, чем на

включение вентилей 12 w. 17, а ъ следующий из рассмотренных ранее моментов сигнал на включение вентилей 18 и 16 подается раньше, чем на включение вентилей 11 и 13. Эта задержка в подаче управляющих сигналов обеспечивает возможность закрытия проводящего в данный момент ток силового вентиля до включения другого силового вентиля, например, закрытого вентиля // до включения вентиля 12, и наоборот. Изменяя таким образом время открытого состояния силовых вентилей // и 12, осуществляется необходимый режим широтно-импульсного регулирования напряжения на машине и безыскровая коммутация

тока в секциях обмотки якоря.

Предмет изобретения

Коллекторная электрическая машина постоянного тока с вентильно-механической

коммутацией, содержащая разделенный коллектор с токоведущими и холостыми пластииами, контактирующими с группами щеток, подключенных к управляемым посредством схемы управления переключателям, вьгполненным на управляемых полупроводниковых вентилях с искусственной коммутацией, осуществляемой конденсаторами и дополнительными источниками питания постоянного тока, один полюс каждого из которых соединен с

однополярными группами щеток через разделительные диоды, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения щиротно-импульсного регулирования напряжения мащины посредством управляемых вентилей, обеспечивающих

безыскровую коммутацию тока в секциях обмотки якоря, каждый переключатель выполнен в виде моста на управляемых полупроводниковых вентилях, в одну диагональ которого включен конденсатор, в другую диагональ

включены последовательно соединенные дополнительный источник питания постоянного тока, дроссель и один из разделительных диодов.

24